【Redis —ZSet介绍和应用场景】

ZSet

• zset是有序集合，是一组按关联积分有序的字符串集合，这里的分数是一个抽象概念，任何指标都可以抽象为分数。
• 积分相同的情况下，按字典排序。
• 相比于set类型多了一个排序属性（score）。
• 对于有序集合 ZSet 来说，每个存储元素相当于有两个值组成的，一个是有序集合的元素值，一个是排序值。
• 有序集合保留了集合不能有重复成员的特性（分值可以重复），但不同的是，有序集合中的元素可以排序。

常用命令

'Zset常用操作'
# 往有序集合key中加入带分值元素
ZADD key score member [[score member]...]   
# 往有序集合key中删除元素
ZREM key member [member...]                 
# 返回有序集合key中元素member的分值
ZSCORE key member
# 返回有序集合key中元素个数
ZCARD key 

# 为有序集合key中元素member的分值加上increment
ZINCRBY key increment member 

# 正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
# 倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

# 返回有序集合中指定分数区间内的成员，分数由低到高排序。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

# 返回指定成员区间内的成员，按字典正序排列, 分数必须相同。
ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]
# 返回指定成员区间内的成员，按字典倒序排列, 分数必须相同
ZREVRANGEBYLEX key max min [LIMIT offset count]

'Zset运算操作'
# 并集计算(相同元素分值相加)，numberkeys一共多少个key，WEIGHTS每个key对应的分值乘积
ZUNIONSTORE destkey numberkeys key [key...] 
# 交集计算(相同元素分值相加)，numberkeys一共多少个key，WEIGHTS每个key对应的分值乘积
ZINTERSTORE destkey numberkeys key [key...]

底层数据结构

Zset 类型的底层数据结构是由压缩列表或跳表实现的：

• 如果有序集合的元素个数小于 128 个，并且每个元素的值小于 64 字节时，Redis 会使用压缩列表作为 Zset 类型的底层数据结构；
• 如果有序集合的元素不满足上面的条件，Redis 会使用跳表作为 Zset 类型的底层数据结构；

在 Redis 7.0 中，压缩列表数据结构已经废弃了，交由 listpack 数据结构来实现了。

跳表

• 跳表本质上还是链表，只不过给链表增加了多级索引，通过索引可以一次实现多个节点的跳跃，提高性能。

在Redis中，跳表是用来支持有序集合的，标准的跳表有如下限制：

• score值不能重复
• 只有向前指针，没有回退指针。
• 于是Redis对跳表进行了优化
  

typedef struct zskiplistNode {
	sds ele;
	double score;
	struct zskiplistNode *backward;
	struct zskiplistLevel {
		struct zskiplistNode *forward;
		unsifned long span;
	} level[];
} zskiplistNode;

• ele：sds结构，用来存储数据
• score：节点的分数，浮点型数据
• backward：指向上一个节点的回退指针
• level：是个zskiplisLevel结构体数组，zskiplistLevel这个结构体包含两个字段，一个是forward，指向该层下个能跳到的节点。span记录距离下一个节点的距离，数组结构表示每个节点都可能是多层结构。

应用场景

• Zset 类型（Sorted Set，有序集合） 可以根据元素的权重来排序，我们可以自己来决定每个元素的权重值。
  1. 游戏排行榜
• 博文点赞排名为例，小呆鸟发表了五篇博文，分别获得赞为 200、40、100、50、150。

# arcticle:1 文章获得了200个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 200 arcticle:1
(integer) 1
# arcticle:2 文章获得了40个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 40 arcticle:2
(integer) 1
# arcticle:3 文章获得了100个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 100 arcticle:3
(integer) 1
# arcticle:4 文章获得了50个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 50 arcticle:4
(integer) 1
# arcticle:5 文章获得了150个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 150 arcticle:5
(integer) 1

'文章 arcticle:4 新增一个赞'
> ZINCRBY user:xiaolin:ranking 1 arcticle:4
"51"

'查看某篇文章的赞数'
> ZSCORE user:xiaolin:ranking arcticle:4
"50"

'获取小呆鸟文章赞数最多的 3 篇文章'
# WITHSCORES 表示把 score 也显示出来
> ZREVRANGE user:xiaolin:ranking 0 2 WITHSCORES
1) "arcticle:1"
2) "200"
3) "arcticle:5"
4) "150"
5) "arcticle:3"
6) "100"

'获取小呆鸟 100 赞到 200 赞的文章'
> ZRANGEBYSCORE user:xiaolin:ranking 100 200 WITHSCORES
1) "arcticle:3"
2) "100"
3) "arcticle:5"
4) "150"
5) "arcticle:1"
6) "200"

2. 电话姓名排序

• 使用有序集合的 ZRANGEBYLEX 或ZREVRANGEBYLEX可以帮助我们实现电话号码或姓名的排序

> ZADD phone 0 13100111100 0 13110114300 0 13132110901 
(integer) 3
> ZADD phone 0 13200111100 0 13210414300 0 13252110901 
(integer) 3
> ZADD phone 0 13300111100 0 13310414300 0 13352110901 
(integer) 3

'获取 132 号段的号码：'
> ZRANGEBYLEX phone [132 (133
1) "13200111100"
2) "13210414300"
3) "13252110901"

'姓名排序'
> zadd names 0 Toumas 0 Jake 0 Bluetuo 0 Gaodeng 0 Aimini 0 Aidehua 
(integer) 6

'获取所有人的名字:'
> ZRANGEBYLEX names - +
1) "Aidehua"
2) "Aimini"
3) "Bluetuo"
4) "Gaodeng"
5) "Jake"
6) "Toumas"